[发明专利]车载光电传感器的控制系统及方法

权利要求书

1.一种车载光电传感器的控制系统，其特征在于，包括：控制器(1)、驱动器(2)、编码器(3)、陀螺仪(4)和惯性传感器(5)；

所述控制器(1)分别与外部的上位机(10)、所述驱动器(2)、所述编码器(3)、所述陀螺仪(4)和所述惯性传感器(5)连接，所述驱动器(2)与外部的电机(20)连接，所述控制器(1)、所述驱动器(2)、所述编码器(3)、所述陀螺仪(4)和所述惯性传感器(5)安装于外部的转台上；

所述控制器(1)，用于：接收由所述上位机(10)发来的控制指令，根据所述控制指令控制所述驱动器(2)产生第一驱动电流；接收由所述编码器(3)、所述陀螺仪(4)和所述惯性传感器(5)发来的用于反馈所述转台工作状态的反馈信息，根据所述反馈信息控制所述驱动器(2)产生第二驱动电流；

所述驱动器(2)，用于将产生的所述第一驱动电流和所述第二驱动电流发送给所述电机(20)，以控制所述电机(20)带动所述转台运动。

2.根据权利要求1所述的车载光电传感器的控制系统，其特征在于，所述控制器(1)包括DSP芯片(11)和FPGA芯片(12)；

所述DSP芯片(11)，用于：接收和解析由所述上位机(10)发来的控制指令，并将解析生成的第一解析结果发送给所述FPGA芯片(12)；接收和解析由所述FPGA芯片(12)发来的所述反馈信息，并将解析生成的第二解析结果发送给所述FPGA芯片(12)；

所述FPGA芯片(12)，用于：将接收到的所述第一解析结果进行数模转换，并将数模转换生成的第一模拟信号发送给所述驱动器(2)，以使所述驱动器(2)产生所述第一驱动电流；接收由所述编码器(3)、所述陀螺仪(4)和所述惯性传感器(5)发来的所述反馈信息，将接收到的所述第二解析结果进行数模转换，并将数模转换生成的第二模拟信号发送给所述驱动器(2)，以使所述驱动器(2)产生所述第二驱动电流。

3.根据权利要求1所述的车载光电传感器的控制系统，其特征在于，所述电机(20)包括用于进行水平旋转的第一电机和用于进行俯仰旋转的第二电机；

所述驱动器(2)包括两个，其中一个所述驱动器(2)与所述第一电机连接，另一个所述驱动器(2)与所述第二电机连接。

4.根据权利要求3所述的车载光电传感器的控制系统，其特征在于，所述编码器(3)发来的反馈信息为位置反馈信息，所述陀螺仪(4)发来的反馈信息为角速度反馈信息；

在所述控制器(1)接收的所述控制指令为跟踪指令时，所述控制器(1)用于：根据所述位置反馈信息对所述驱动器(2)进行位置环控制和速度内环控制；根据所述角速度反馈信息对所述驱动器(2)进行速度外环控制。

5.根据权利要求3所述的车载光电传感器的控制系统，其特征在于，所述惯性传感器(5)发来的反馈信息为姿态反馈信息；

在所述控制器(1)接收的所述控制指令为搜索指令时，所述控制器(1)用于：根据所述姿态反馈信息和预设的旁路反馈信息生成指向角度信息，将所述指向角度信息发送给所述驱动器(2)，以使所述驱动器(2)控制所述电机(20)带动所述转台运动至指向角度；其中，所述姿态反馈信息包括车体相对于大地的偏航角、俯仰角和横滚角，所述旁路反馈信息包括车载光电传感器的控制系统相对于大地的方位角、俯仰角和横滚角，所述指向角度包括车载光电传感器的控制系统相对于车体的方位角、俯仰角。

6.根据权利要求5所述的车载光电传感器的控制系统，其特征在于，所述控制器(1)通过如下公式生成指向角度信息：

式中，大地坐标系为n系，车体坐标系为b系，控制系统坐标系为a系，ψ、θ、γ依次为车体相对于大地的偏航角、俯仰角和横滚角，A、P、R依次为车载光电传感器的控制系统相对于大地的方位角、俯仰角和横滚角，α、β依次为车载光电传感器的控制系统相对于车体的方位角、俯仰角；

根据上述公式可得：

α＝arcsin(C₁₂)

β＝arctan(-C₁₃/C₁₁)。

7.一种应用于如权利要求1-6中任一项所述的车载光电传感器的控制系统的方法，其特征在于，包括：

利用所述控制器(1)接收由所述上位机(10)发来的控制指令，并根据所述控制指令控制所述驱动器(2)产生第一驱动电流；

利用所述控制器(1)接收由所述编码器(3)、所述陀螺仪(4)和所述惯性传感器(5)发来的用于反馈所述转台工作状态的反馈信息，并根据所述反馈信息控制所述驱动器(2)产生第二驱动电流；

利用所述驱动器(2)将产生的所述第一驱动电流和所述第二驱动电流发送给所述电机(20)，以控制所述电机(20)带动所述转台运动。